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Proteine sind langkettige Makromoleküle und meist dreidimensional zu einer komplexen Architektur gefaltet. Um die Funktion eines Proteins zu verstehen, ist es hilfreich, seine Struktur zu kennen. Dazu nutzen Forschende in der Regel Verfahren, bei denen die Proteine gelöst sind oder kristallisiert werden. Viele Proteine, z.B. Membranproteine in Lipidmembranen, lassen sich jedoch nicht so einfach auf diese Weise untersuchen. Aus diesem Grund nutzen wir zusätzlich Festkörper-Kernspinresonanzspektroskopie (Festkörper-NMR), um die Struktur und Dynamik von Proteinen zu analysieren. Diese Technik erlaubt die Untersuchung von unlöslichen, nicht-kristallinen Proteinen hinsichtlich deren Struktur und chemischen Details, der Wechselwirkung mit Wasser- und Lipidmolekülen und deren funktionell relevanter Proteindynamik. Der letzte Aspekt ist wichtig, da Proteine keine starren Gebilde mit einer festen Architektur sind, sondern ähnlich wie Maschinen bewegliche Teile besitzen. Für Festkörper-NMR-Untersuchungen bringen wir die Proben in einen starken, supraleitenden Magneten (mit Feldstärken bis zu ~20 Tesla und damit ca. 400.000-mal so stark wie das Magnetfeld der Erde), versetzen sie in eine schnelle Rotation (bis zu 100.000 Umdrehungen pro Sekunde; Magic-Angle-Spinning) und untersuchen sie spektroskopisch mittels Radiowellen. Wichtige Anwendungen unserer Arbeit sind die Analyse von Membranproteinen in ihrer natürlichen Lipidumgebung und die 3D-Strukturbestimmung molekularer Maschinen in der Zelle.
PDB ID:6YQ5
M. Zinke, K. A. A. Sachowsky, C. Öster, S. Zinn-Justin, R. Ravelli, G. F. Schröder, M. Habeck, A. Lange, Architecture of the flexible tail tube of bacteriophage SPP1, Nature Communications, 11 (2020), 5759.
PDB ID:2LPZ 2MEX
A. Loquet, B. Habenstein, V. Chevelkov, S. K. Vasa, K. Giller, S. Becker, and A. Lange, Atomic structure and handedness of the building block of a biological assembly, Journal of the American Chemical Society, 135 (2013), pp. 19135-19138.
A. Loquet, N. G. Sgourakis, R. Gupta, K. Giller, D. Riedel, C. Goosmann, C. Griesinger, M. Kolbe, D. Baker, S. Becker, and A. Lange, Atomic model of the type III secretion system needle, Natu ...
PDB ID:2MME
J.-P. Demers, B. Habenstein, A. Loquet, S. K. Vasa, K. Giller, S. Becker, D. Baker, A. Lange* and N. G. Sgourakis*, High-resolution structure of the Shigella type-III secretion needle determined by solid-state NMR and cryo-electron microscopy, Nature Communications, 5 (2014), 4976.
PDB ID:2N3D
C. Shi, P. Fricke, L. Lin, V. Chevelkov, M. Wegstroth, K. Giller, S. Becker, M. Thanbichler, and A. Lange, Atomic-resolution structure of cytoskeletal bactofilin by solid-state NMR, Science Advances, 1 (2015), e1501087.
S. Vasa, L. Lin, C. Shi, B. Habenstein, D. Riedel, J. Kühn, M. Thanbichler, and A. Lange, β-Helical architecture of cytoskeletal bactofilin filaments revealed by solid-state NMR, Proceedings of the National Academy o ...
PDB ID:2N7H
B. Habenstein, A. Loquet, S. Hwang, K. Giller, S. K. Vasa, S. Becker, M. Habeck, and A. Lange, Hybrid structure of the type 1 pilus of uropathogenic Escherichia coli, Angewandte Chemie-International Edition, 54 (2015), pp. 11691-11695.
Dr. Claudia Bohg (PhD Studentin)
Dr. Venita Decker (PhD Studentin) – jetzt Produktmanagerin Compact NMR (TD/FT) bei Bruker BioSpin GmbH, Karlsruhe
Dr. Jean-Philippe Demers (PhD Student) – jetzt Postdoctoral Fellow in der University of British Columbia, Canada
Dr. Hannes Fasshuber (PhD Student) – jetzt IMS Manager, Vetropack Holding AG, Austria
Dr. Zrinka Gattin (Postdoktorandin) – jetzt Koordinatorin am Max Planck Graduate Center for Quantum Materials, Max Planck Institute for Solid State Research, Stuttgart
Prof. Dr. Guohua Lv (PhD Student) – jetzt Associate Professor in der Jinan University, China
Dr. Birgit Habenstein (Postdoktorandin) – jetzt Principal Investigator bei CNRS, France
Dr. Kitty Hendriks (PhD Studentin) – jetzt PhD Koordinatorin im Helmholtz-Zentrum, Berlin
Dr. Songhwan Hwang (PhD Student) – jetzt PostDoc in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Han Sun, FMP
Dr. Antoine Loquet (Postdoktorand) – jetzt Research Director bei CNRS, France
Prof. Dr. Ann-Christin Poeppler (Postdoktorandin) – jetzt Professor in der Universität Würzburg
Dr. Pascal Sanchez Carranza (Postdoktorand) - jetzt Business Development Manager bei Analytica Alimentaria GmbH
Dr. Robert Schneider (Postdoktorand) – jetzt Application Scientist bei Bruker BioSpin, Switzerland
Dr. Benjamin Schomburg (PhD Student) – jetzt Labormanager im Institut für klinische Chemie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein
Prof. Dr. Chaowei Shi (Postdoktorand) – jetzt Professor in der USTC, Hefei, China
Dr. Suresh Vasa (Postdoktorand) – jetzt an der TU Dortmund in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Rasmus Linser
Prof. Dr. Vinesh Vijayan (Postdoktorand) – jetzt Associate Professor bei IISER Thiruvananthapuram, India
Prof. Dr. Shengqi Xiang (Postdoktorand) – jetzt Gruppenleiter an der University of Science and Technology of China, Hefei, China
Dr. Maximilian Zinke (PhD Student) – jetzt PostDoc im Institut Pasteur Paris, France
B.Sc. und M.Sc. Student:innen:
Richard Bartels (B.Sc. Student) – Biophysik, HU Berlin
Leonard Constien (B.Sc. Student) – Biophysik, HU Berlin
Katja Frenzel (B.Sc. Studentin) – Biophysik, HU Berlin
Maxine Gripberg (M.Sc. Studentin) – Biotechnologie, Lund University Sweden
Lasse Helmstaedt (B.Sc. Student) – Biophysik, HU Berlin
Jutta Hoffmann (M.Sc. Studentin) – Biochemie, FU Berlin
Anna Kaczmarek (M.Sc. Studentin) – medizinische Chemie, Universität Wrocław
Jaesub Kim (B.Sc Student) – Biophysik, HU Berlin
Julia Ruta (B.Sc. Studentin) – Biophysik, HU Berlin
René Schmiedler (B.Sc. Student) – Biophysik, HU Berlin
Stefanie Wenzel (M.Sc. Studentin) – Biophysik, HU Berlin